纳米碳管聚合物复合材料性能的研究

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1、沈阳化工学院硕士学位论文摘要本文主要研究了纳米碳管／高密度聚乙烯体系及纳米碳管／聚碳酸酯体系共混材料的制各方法和性能特点。首先应用酸氧化法及醑化、酰胺化法对纳米碳管进行纯化和改性。通过对处理前后纳米碳管进行电镜及综合热性能的分析研究。考察了不同处理方法对碳管结构、极性、溶解性等性能的影响。结果表明经过酸氧化处理可以除去纳米碳管中金属催化剂颞粒，达到提纯的效果。经过酪化或酰胺化处理后能够使纳米碳管溶解性大大提高，同时引入的长碳链使其与聚合物相容性增加。然后把纯化改性后具有不同特性的碳管作为填料，应用熔

2、融共混法、溶液浸润处理法、溶液共混法和干粉共混法分别以高密度聚乙烯、聚碳酸酪为基体制备纳米碳管／聚合物复合材料。通过对共混材料各种性能的测定。考察了碳管含量、碳管纯化改性处理、共混方法、共混工艺对不同体系性能的影响。结果表明随着纳米碳管含量的增加，共混体系的导电性有明显的提高。模量增加，断裂伸长率下降。而且聚合物分解温度提高。对于聚碳酸酯体系，应用酰胺化的纳米碳管进行溶液共混，含量在5％以下就出现了导电性突变的渗流阚值。在5％时复合物的电阻率可以达到106Qcm数量积。很好的提高了导电性。和熔融共混

3、法相比应用溶液浸润预处理法，或直接溶液共混法对复合材料的电学性能和力学性能的提高更为有效。说明对纳米碳管在溶液浸润状态下预处理或溶液共混处理，有利于改善纳米碳管在聚合物中的分散和界面结合。应用酯化、酰胺化改性后的纳米碳管共混能够达使碳管与聚合物基体之间更好结合的目的，提高了体系的电学性能和力学性能。关键词：纳米碳管；高密度聚乙烯；聚碳酸酯；导电性；力学性能沈阳化工学院硕士学位论文摘要AbstractThisdissertationstudiedthefabricationandpropertieso

4、fcarbonnanotubc(CNT)／highdensitypolyethylene(HDPE)andCNT／polycarbonatc(PC)composites．FirsttheCNTswe阳modifiedandpurifiedbyoxidationintheacid,amidationandesterification．Mostofthe锄orphouscarbonaSwellasmetalparticleswereremovedafteracidt障a恤en_t’accordingtO

5、theresultsobtainedfromtransmissionelectronmicroscopy(TEM)，therrnogravcmitry(TG)anddifferentialscanningcalorimctry(DSC)analysis．Andafteramideandesterfunctionality,theCNTsweredecoratedwithorganicgroupsandthesolubilityofCNTs、^髑improved．Thenthecompositesof

6、polymermatrix(HDPEorPC)andCNTswerepreparedbymelt-mi_xing，solution-pretreating-melt-mixing,solution-mixingandpowderingmethod．TheinfluenceofCNTscontent,modificationofCNTsandpmcessin塔conditionsOntheconductivityandmechanicalpropertiesofcompositeswerestudie

7、d．TheresultsshowedthatbyadditionofCNTstheconductivityofcompositeswasincreaseddramaticallyandthemodulusofthecompositesWasincreased，elongationatbreakwasdecreased．TheelectricalconductivityofCNT／HDPEcompositeswasincreasedbyeightordersofmagnitudeatpercolati

8、onthreshold．PercolationthresholdofamidatedCNT／PCcompositesWasabout5％forsolutionmixingmethod．Comparingwithmeltmixing。dissolvemixingandpretreatingwinlpolymersolutionmethodcouldincreaseconductivityandmechanicalpropertiesofcomposites．Usinga